黃敬南崔 云鄭軍狀陶方澤徐文麗方躍坤
·綜 述·
中藥單體及復方制劑防治內分泌干擾物男性生殖毒性研究進展
黃敬南1崔 云2鄭軍狀1陶方澤1徐文麗1方躍坤1
男性生殖毒性;內分泌干擾物;中藥單體;中藥復方
隨著工業化發展,環境污染問題日趨嚴重。20世紀末,環境內分泌干擾物(environmental endocrine disruptors,EEDs)開始引起全球廣泛關注。EEDs是指外源性的能干擾人類或動物內分泌系統諸環節并導致異常效應,或使其后代內分泌功能發生改變的化學物質[1]。人類普遍暴露于EEDs中,其中雙酚A(bisphenol a,BPA)、鄰苯二甲酸酯(phthalates,PAEs)和持久性有機污染物(persistent organic pollutant,POPs)可以在美國各地幾乎所有年齡組人群的脂肪、血液和尿液里被檢測到[2]。由于西藥在EEDs生殖毒性治療上的局限性,對中醫藥的研究逐漸增多,并取得一定療效?,F將近年來關于EEDs的男性生殖毒性及中醫藥防治研究進展作一綜述。
EEDs最明顯的生殖毒性主要體現在對男性精液質量的影響,如精子濃度、形態、活力以及活率等參數[3]。精液質量的下降將直接導致男性生殖功能障礙。徐廷云等[4]對蘇州地區84例不育男性和32例正常生育的男性精液中鄰苯二甲酸酯(PAEs)的水平進行檢測,結果顯示,不育男性精液中PAEs總量顯著高于正常生育組,并且其總量與精子總數成顯著反比。Perry等[5]對中國東部農村新婚男子精液質量和尿液中鄰苯二甲酸二甲酯的含量進行相關性檢測,結果顯示兩者呈負相關。2014年美國生殖醫學會,對149例不育男性的精液質量和尿液中BPA濃度進行相關性檢測,結果兩者也呈負相關[6]。另外,大量的流行病學調查和動物實驗結果均表明,EEDs污染可能是男性生殖系統畸形和腫瘤發生的最主要原因之一[7]。報道稱EEDs可引起動物的性腺發育不良、睪丸萎縮、尿道下裂等癥狀[8]。2011年Koutros等[9]通過大量數據分析發現,暴露于3種以上混合除草劑的農民,患前列腺癌的風險是非暴露者的3.7倍。實驗研究[10]證明,環境低劑量BPA通過膜偶聯受體GPR30和核受體ER-α相互作用激活蛋白激酶G(PKG)和EFGR-ERK-c-Fos信號通路來誘導鼠精原細胞GC-1增殖,從而可能誘發男性生殖細胞癌。
EEDs是現代工業革命帶來的有毒化學物質,中醫學并無記載。但由EEDs帶來的男性生殖毒性,甚至生殖功能障礙等,都可歸于“不育”、“無子”范疇。王琦教授認為,男科病機可系統概括為“腎虛夾濕熱瘀毒蟲”,各種有害化學物質、輻射等方面因素均可歸屬于“毒”類[11]。毒理學認為,“毒”是具有劇烈和(或)頑固特點的,能對機體產生極大危害的致病因素。從病因學角度出發,王琦認為EEDs可歸屬于“毒”類。對于EEDs所致的男性生殖毒性,提出首先須從“腎虛”立論。如《千金方·求子論》言:“凡人無子當為夫妻懼有五勞七傷、虛贏百病所致,故有絕嗣之患?!崩羁萚12]認為可將EEDs歸入中醫的“疫毒”范疇,其發病機制可概括為腎虛精虧,瘀毒阻滯。寧艷[13]將EEDs視為“外邪”,認為機體正氣不足是疾病發生的內在原因,其病機是腎氣受損,精血不和,臟腑功能紊亂,氣血陰陽失調,損及沖任,導致生殖功能障礙。
3.1 枸杞多糖(lycium barbarum polysaccharides,LBP)
LBP是中藥枸杞的主要有效成分。藥理研究[14]證明,LBP可以顯著提高少精癥大鼠血清中睪酮的含量,使睪丸指數增加,有效改善少精癥大鼠的生精功能。BPA是一種普遍存在的環境雌激素,工業上常被用來合成聚碳酸酯和環氧樹脂等材料。日常生活中主要通過消化道長期低劑量攝入進入人體,可直接誘導精子細胞凋亡,也可作用于激素及其受體,或影響DNA甲基化、改變表觀基因組等,影響男性生精過程和精液質量,導致男性不育[15]。孫小娜[16]研究發現,LBP能夠改善BPA損傷小鼠睪丸和附睪的重量,提高機體抗氧化能力,提高睪酮(testosterone,T)和黃體生成素(luteinizing hormone,LH)的含量,從而緩解其對小鼠睪丸的損傷。李曉彩等[17]發現,對BPA暴露小鼠給予LBP后,可增加Bcl-2/Bax比值,抑制Caspase-3活化,阻斷生精細胞凋亡途徑。己烯雌酚(diethylstilbestrol,DES)屬于人工合成的非甾類雌激素,曾廣泛用于各類保健品及化妝品中,也曾作為添加劑加入動物飼料中。孕期服用DES易導致雄性后代生殖道畸形、睪丸發育不全、精子總數減少和精子活力降低等一系列生殖系統問題[18]。
研究[19-20]發現,LBP同樣可通過提高機體抗氧化能力,改善DES引起的小鼠損傷,增加Bcl-2/Bax比值,降低Caspase-9及p53的表達,阻斷生精細胞發生凋亡。
3.2 黃芪多糖(astragalus polysaccharide,APS) APS是中藥黃芪的主要活性成分之一,是黃芪中最重要的天然有效成分,可增強免疫系統功能、抗炎癥、抗病毒、抗腫瘤、抗氧化、延緩衰老和降血糖等。APS可以直接抑制病毒或者殺傷病毒,即APS通過與其他抗腫瘤藥物聯合應用對腫瘤細胞具有直接殺傷作用[21]。研究[22]表明,黃芪注射液可能通過有效抑制COX-2的催化活性,減少前列腺素E2(PGE2)表達而抑制前列腺腫瘤細胞的生長。其力根等[23]通過實驗觀察到APS可升高血清中T、LH、促性腺激素解放激素(GnRH)含量,增加小鼠體內超氧化物歧化酶(SOD)水平,提高清除超氧陰離子自由基的能力,明顯緩解DES誘導的小鼠睪丸氧化損傷。
3.3 葛根素(puerarin,PUE) PUE又名葛根黃酮,是從豆科植物野葛或甘葛藤的塊根中提取得到的一種黃酮苷,是葛根的最主要有效成分之一。PUE的化學結構與天然雌激素類似,具有雌激素活性,其保護DNA氧化損傷的作用比雌二醇更強[24]。研究發現,PUE可以通過清除氧自由基、增加抗氧化酶活性發揮抗氧化保護作用[25]。其力根等[26]研究葛根素對DES染毒小鼠的生殖損傷保護作用,結果發現,葛根素也可提高睪丸組織的抗氧化活力,升高血清T、LH、GnRH含量,從而緩解DES誘導的睪丸損傷。但具體作用機制尚不明確。
3.4 槲皮素(quercetin,Que) Que是許多中草藥的主要有效成分,如桑寄生、三七、銀杏等。其廣泛存在植物的花、葉、果實中,具有抗氧化、抗腫瘤、抗炎、抗血小板聚集、免疫抑制等多種藥理作用,是植物界分布最廣的黃酮類化合物。研究[27]發現,Que能通過提高抗氧化酶活力與抑制凋亡基因表達來保護苯并芘所致的胎盤絨毛組織細胞損傷,提高生育能力。李桂玲等[28]通過體外實驗證明,Que可有效對抗自由基,抑制脂質過氧化,減弱DES導致的生精細胞損傷。布同良[29]研究同樣發現Que因具有抗氧化活性,可緩解鎘及硝基酚引起的睪丸氧化損傷,并改善凋亡相關蛋白Bcl-2家族蛋白的表達,降低caspase-3活性,抑制精子細胞凋亡。
3.5 人參總苷(ginsenosides,GS) GS是從中藥人參中提取的有效成分。胡建剛[30]研究發現GS可提高細胞的抗氧化能力,升高bcl-2/bax比值,有效緩解BPA的細胞毒性作用,其機制可能是通過降低磷酸化的ERK1/2水平,增強細胞抗氧化能力,穩定特異蛋白Clusterin的表達來實現的。
中藥復方制劑是由具有多種功效的若干種中藥組成,作用靶點復雜,是中醫藥發展的特點和優勢,也最能體現出中醫學整體觀念和辨證論治的精髓。
4.1 益腎生精膠囊 益腎生精膠囊是河南中醫學院第一附屬醫院院內制劑,組成不詳。李俊濤等[12]觀察到益腎生精膠囊可提高鄰苯二甲酸二丁酯染毒大鼠的精子活力、濃度,降低畸形率,改善睪丸及附睪結構,提高血清T、LH水平,并且還能明顯上調Dzipl、Catsperl的表達,下調Fas、c-jun的表達。推測益腎生精膠囊可能是通過保護血睪屏障,改善支持細胞功能狀態,維持下丘腦—垂體—睪丸軸相對穩定的性激素內環境,從而保證生精上皮中各級生精細胞的正常功能,促進精子發生。
4.2 腎氣丸 中醫補腎名方腎氣丸由熟地黃、山藥、山萸肉、茯苓、澤瀉、牡丹皮、附子、桂枝組成。藥理研究證實,該方具有抗衰老、改善微循環、類性激素樣作用。寧艷等[13]觀察腎氣丸對甲氰菊酯染毒大鼠的保護作用。結果發現,腎氣丸可保護受損的生殖臟器,升高睪酮,增加精子數量,降低畸形率,提高大鼠生精能力,且中藥的生殖保護作用與其劑量呈正相關。推測其可能是通過調節內分泌而發揮保護作用。
目前,環境污染問題已受到全球各方面的重視,特別是EEDs的污染有進一步擴大的趨勢,成為人類健康潛在的威脅因素,關系著人類的生存繁衍。實驗證實,單味中藥及中藥復方在緩解EEDs男性生殖毒性方面具有顯著的效果,因此運用中醫藥治療是今后的一個重要研究方向。但目前仍然存在很多問題:(1)各類中醫藥治療EEDs男性生殖毒性的具體機制尚不明確,且實驗僅限于動物模型和體外實驗,缺乏臨床研究;(2)EEDs種類繁多,在環境中交相存在,并且對人體的生殖毒性多為協同作用,目前實驗多以單一毒物為主;(3)對于EEDs所致的男性生殖毒性缺少大型的流行病學調查。所以今后,需深入研究中醫藥治療EEDs男性生殖毒性的具體機制,并且以多藥物共染毒為優先;將實驗研究的成果轉化用于臨床研究;加強多樣本、大數據的流行病學調查,為臨床治療提供有力依據。
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(收稿:2016-04-01 修回:2016-08-05)
1浙江中醫藥大學(杭州 310053);2浙江中醫藥大學附屬寧波中醫院外科(寧波 315010)
崔云,Tel:0574-87089003;E-mail:nbszyy@sina.com